[发明专利]一种焊接缺陷特征参数提取方法

说明书

本发明公开一种焊接缺陷特征参数提取方法，步骤为：获取焊缝图像；对焊缝图像进行预处理；对焊缝图像进行二值化分割；焊缝图像背景去除；焊接缺陷标记；焊接缺陷几何特征参数提取。本发明的焊接缺陷特征参数提取方法通过获得焊接缺陷的周长、面积、圆形度等几何特征参数，为焊接缺陷的分类和识别做好了前期的准备，既保留了焊接缺陷的主要特征信息，为焊接缺陷的识别提供了可靠的保证，又降低了焊接缺陷特征数据的维数，提高了焊接缺陷识别速度。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及图像特征提取，具体的说，是涉及一种焊接缺陷特征参数提取方法。本发明是从整幅焊缝图像中，提取出焊接缺陷的周长、面积、圆形度等几何特征参数，以便于焊接缺陷的分类和识别。该方法可用在焊接质量在线检测技术领域中。

背景技术

随着现代工业技术的发展，焊接作为一种重要的加工技术，目前在机械制造业得到广泛应用。对焊接产品而言，焊接质量的好坏决定了整个产品质量的高低。在焊接过程中，由于受到工作环境的影响，焊接构件不可避免地会出现缺陷，常见的缺陷有裂纹、气孔、夹渣、未焊透等。这些具有缺陷的焊接构件若不能及时准确地检测出来，将会严重影响着产品的焊接质量，甚至威胁着生产安全。因此，探索焊接缺陷检测方法，识别焊接缺陷类型，对提高焊接质量和保障焊接生产安全具有重要意义。

在对焊接缺陷的检测过程中，焊接缺陷的特征参数提取是必不可少的环节。特征参数提取是缺陷识别和分类检测的前提和基础。它从大量的焊接缺陷特征参数中找出最能代表该缺陷的少量特征参数，从而减少了评判指标，方便了焊接缺陷的分类和识别。到目前为止，国内外学者提出了很多种特征参数提取方法，常用的方法有：小波分析法、傅里叶变换法、缺陷特征参数表示法。其中，小波分析法和傅里叶变换法属于频域处理方法，过程比较复杂，计算时间比较长，不利于焊接缺陷的实时检测，而缺陷特征参数表示法因其所选参数的多样性与灵活性而在焊接缺陷检测中得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于解决目前焊接缺陷特征参数提取方法方面的缺陷和不足，提供一种焊接缺陷特征参数提取方法。

本发明的焊接缺陷特征参数提取方法既保留了焊接缺陷主要特征信息，为焊接缺陷的识别提供了可靠的保证，又降低了焊接缺陷特征数据的维数，提高了焊接缺陷识别速度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种焊接缺陷特征参数提取方法，包括如下步骤：

1、获取焊缝图像：采用工业计算机作为主控制器，通过嵌入的图像采集卡实现焊缝图像的采集，被测焊缝经透射光源照射后成像于工业相机的CCD上，通过图像采集卡将采集到的焊缝图像传输到工业计算机，从而获取焊缝图像；

2、对图像进行预处理：对步骤1获得的焊缝图像依顺序采用中值滤波的方法和模糊增强法进行预处理；

其中，所述的中值滤波的方法，具体内容是，针对图像的每个非边缘像素点，以该像素点为中心，对其一个正方形窗口范围内所有像素点的灰度值排序，取排序后灰度值的中值作为该像素点新的灰度值；正方形窗口一般选用3×3或5×5的方形模板，本发明选用3×3模板。

所述的模糊增强法，其步骤如下：

①整幅图像有m×n个像素点，将该幅具有l个灰度级的焊缝图像X，变换成一个模糊矩阵

I，记为：

式中：u_ij表示坐标为(i,j)的像素点的隶属度，

隶属度函数u_mn满足：

u_ij＝x_ij/(l-1)

式中：x_ij表示坐标为(i,j)的像素点的灰度值；